DE1253235B - Process for producing rod-shaped semiconductor crystals - Google Patents

Process for producing rod-shaped semiconductor crystals

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DE1253235B
DE1253235B DE1954S0039319 DES0039319A DE1253235B DE 1253235 B DE1253235 B DE 1253235B DE 1954S0039319 DE1954S0039319 DE 1954S0039319 DE S0039319 A DES0039319 A DE S0039319A DE 1253235 B DE1253235 B DE 1253235B
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Dr Theodor Rummel
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/04Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
    • C30B11/08Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt every component of the crystal composition being added during the crystallisation
    • C30B11/10Solid or liquid components, e.g. Verneuil method

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Int. Cl.:Int. Cl .:

BOIdBOId

BOIjBOIj

Deutsche Kl.: 12c-2 German class: 12c-2

12 g-17/2412 g-17/24

Nummer: 1 253 235Number: 1 253 235

Aktenzeichen: S39319IVc/12cFile number: S39319IVc / 12c

Anmeldetag: 25. Mai 1954 Filing date: May 25, 1954

Auslegetag: 2. November 1967Open date: November 2, 1967

Ausgabetag: 9. Mai 1968Issue date: May 9, 1968

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift übereinThe patent specification corresponds to the patent specification

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen stabförmiger Halbleiterkristalle durch Einschmelzen von hochreinem staub- oder pulverförmigem, aus dem betreffenden Halbleiter bestehenden Material in eine von einem festen Halbleiterkristallstück getragene Schmelze unter laufender Vergrößerung des festen Kristallstücks durch aus der Schmelze auskristallisierendes Material.The invention relates to a method for producing rod-shaped semiconductor crystals by melting them down of high-purity dusty or powdery, consisting of the semiconductor in question Material in a melt carried by a solid piece of semiconductor crystal under constant magnification of the solid crystal piece by material crystallizing out of the melt.

Es waren verschiedene Durchführungsformen dieses Verfahrens bekannt. Bei allen diesen Verfahren wurde die Schmelze stets am oberen Ende eines aufrechtgehaltenen stabförmigen Keimkristalls erzeugt und von oben her das einzuschmelzende Pulver der Schmelze zugeführt. Um die Größe der geschmolzenen Menge an der Oberseite des Keimkristalls konstant zu halten und ein Abtropfen der Schmelze zu verhindern und gleichzeitig das Halbleitermaterial zur Erstarrung zu bringen, wird bei den bekannten Verfahren der die Schmelze tragende Keimkristall nach Maßgabe der Menge des jeweils oben zugeführten Halbleiterpulvers nach unten und damit sukzessive aus dem Bereich der die Schmelze heizenden Wärmequelle abgezogen. Als Folge eines solchen Verfahrens bildet sich an dem Keimkristall ein beliebig langer stabförmiger Halbleiterkörper aus.Various embodiments of this method were known. In all of these procedures the melt was always generated at the upper end of an upright rod-shaped seed crystal and the powder to be melted is fed into the melt from above. To the size of the melted Keep the amount constant at the top of the seed crystal and allow the melt to drip off prevent and at the same time bring the semiconductor material to solidification, is with the known Process of the seed crystal carrying the melt in accordance with the amount of the above-supplied in each case Semiconductor powder downwards and thus successively from the area of the melt heating Heat source removed. As a result of such a process, any is formed on the seed crystal long rod-shaped semiconductor body.

Die bekannte Durchführung des eingangs genannten Verfahrens zum Herstellen stabförmiger Halbleiterkristalle läßt jedoch zu wünschen übrig. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, in dieser Beziehung eine Verbesserung zu erzielen. Dies gelingt bei einem Verfahren zum Herstellen stabförmiger Halbleiterkristalle durch Einschmelzen von hochreinem, staub- oder pulverförmigem, aus dem betreffenden Halbleiter bestehenden Material in eine von einem festen Halbleiterkristallstück getragenen Schmelze unter laufender Vergrößerung des festen Kristallstückes durch aus der Schmelze auskristallisierendes Malcrial gemäß der Erfindung durch eine tropfenförmij; am unteren Ende des festen Kristallstiickes Ii;im;ende geheizte Schmelze, der das einzuschmelzende Pulver mittels eines Trägergasstromes zugeführt und aus der Material durch ein nach oben stattfindendes, auf die Geschwindigkeit des Einschmelzens abgestimmtes Zurückziehen des festen Kristallstückes aus dem Wirkungsbereich der die Schmelze erzeugenden Energiequelle zur Abkühlung und Auskristallisation an das feste Kristallstück gebracht wird.The known implementation of the above-mentioned method for producing rod-shaped semiconductor crystals but leaves a lot to be desired. It is therefore the object of the invention in this regard to achieve an improvement. This is achieved with a method for producing rod-shaped semiconductor crystals by melting down highly pure, dusty or powdery from the relevant semiconductor existing material into a melt carried by a solid piece of semiconductor crystal Continuous enlargement of the solid piece of crystal due to Malcrial crystallizing out of the melt according to the invention by a tropfenförmij; at the lower end of the solid piece of crystal Ii; in; end heated melt, to which the powder to be melted is fed by means of a carrier gas stream and from which Material through an upwardly taking place, tuned to the speed of the melting Withdrawal of the solid crystal piece from the area of action of the melt producing Energy source for cooling and crystallization is brought to the solid crystal piece.

Zwar ist die Anwendung eines hängenden Schmelztropfens bei der Herstellung von künstlichen Edelsteinen bekannt, wobei der technische Vorteil jedoch nicht in der Anwendung des hängenden Tropfens an sich, sondern in der Anwendung der von unten η ach Verfahren zum Herstellen stabförmiger
Halbleiterkristalle
The use of a hanging melt drop in the production of artificial gemstones is known, but the technical advantage is not in the use of the hanging drop per se, but in the application of the method for manufacturing rod-shaped from below
Semiconductor crystals

Patentiert für:Patented for:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 2Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Theodor Rummel, MünchenDr. Theodor Rummel, Munich

oben brennenden Flamme zur Erhitzung des Tropfens zu sehen ist, welche eine einfachere Flammenführung und damit auch einen einfacheren Aufbau der benötigten Apparatur ermöglicht, als das konventionelle Verneuilverfahren, bei dem der Schmelztropfen auf einer, z. B. kegelförmigen Unterlage ruht. Offensichtlich ist die Herstellung eines Halbleiterstabes eine von der Herstellung eines künstlichen Edelsteines wesentlich verschiedene Aufgabe. Die chemische Beschaffenheit der zur Herstellung von Edelsteinen erforderlichen fein verteilten Rohstoffe (Oxyde) gestattet die einfache Erhitzung durch eine Flamme, in der das einzuschmelzende Pulver fein verteilt ist. Bei Herstellung von Halbleiterkristallen für Halbleiteranordnungen, wie Silicium, Germanium oder AA1,jBv-Verbindungen, ist die Anwendung einer Flamme ausgeschlossen. Damit werden auch alle Gesichtspunkte, welche bei dem bekannten Verfahren zur Anwendung eines hängenden Schmelztropfens geführt haben, gegenstandslos. Vielmehr kommt ausschließlich der eingangs genannte Stand der Technik in Betracht, bei dem die Anwendung einer hängenden Schmelze nicht üblich war.Burning flame above to heat the drop can be seen, which allows a simpler flame guidance and thus also a simpler construction of the required equipment than the conventional Verneuil method, in which the melt droplets on a, z. B. rests conical base. Obviously, the production of a semiconductor rod is a very different task from the production of an artificial gemstone. The chemical nature of the finely divided raw materials (oxides) required for the production of gemstones allows them to be simply heated by a flame in which the powder to be melted is finely divided. When producing semiconductor crystals for semiconductor arrangements such as silicon, germanium or AA 1 , jB v compounds, the use of a flame is excluded. This means that all aspects that have led to the use of a hanging melt drop in the known method are irrelevant. Rather, only the prior art mentioned at the beginning comes into consideration, in which the use of a hanging melt was not customary.

Es ist zweifellos einfacher und bequemer, mit einer am oberen Ende eines Keimkristalls erzeugten Schmelze zu arbeiten, da das Pulver dann einfach auf die Schmelze aufgeschüttet zu werden braucht und außerdem das bekannte Verfahren auch unter Vakuum vorgenommen werden kann, was den Vorteil mit sich bringt, daß etwaige Verunreinigungen der Schmelze abdampfen können. Weiterhin dürfte die am oberen Ende eines Keimkristalls erzeugte und damit auf einer festen Unterlage ruhenden Schmelze in einem höheren Maße gegen ein Abtropfen gesichert sein, als ein hängender Tropfen, bei dem die Schwerkraft der Adhäsion der Schmelze an das feste Kiistallstück entgegenwirkt. Schließlieh ist noch >uIt is undoubtedly easier and more convenient to have one created at the top of a seed crystal To work in the melt, as the powder then simply needs to be poured onto the melt and, moreover, the known method can also be carried out under vacuum, which has the advantage brings with it that any impurities in the melt can evaporate. Still likely the melt generated at the upper end of a seed crystal and thus resting on a solid base be secured to a greater extent against dripping than a hanging drop, in which the Gravity counteracts the adhesion of the melt to the solid Kiistallstück. Finally it is still> u

809 5Ϊ.3 327809 5Ϊ.3 327

bemerken, daß ein hängender Tropfen ein in besonders hohem Maße schwingungsfähiges Gebilde ist, welches leicht zu Resonanzschwingungen, welche zu einem Abtropfen führen, angefacht werden kann.notice that a hanging drop is a structure that can vibrate to a particularly high degree, which can easily be fanned to resonance vibrations which lead to dripping.

Andererseits führt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer erheblich besseren Güte der erhaltenen Halbleiterstäbe, als sie mittels der bekannten Verfahren erreicht werden kann. Sitzt nämlich die Schmelze an der tiefsten Stelle des Keimkristalls, so entspricht diese Lage einem Minimum an potentieller Energie. Diese Lage wird somit im Wechselspiel zwischen Einschmelzvorgang und Auskristallisation unverändert beibehalten, da die Schmelze nach dem Abklingen einer Störung von selbst wieder die tiefste Lage am Keimkristall einnimmt. Hält man nun die Größe des Schmelztropfens durch eine entsprechende, leicht zu erreichende Anpassung der Kristallisationsgeschwindigkeit an die Einschmelzgeschwindigkeit konstant, so bleibt auch die Größe der Berührungsfläche mit dem festen Kristallstück während des Verfahrens unverändert. Das erfindungsgemäße Verfahren muß also notwendig zu gleichmäßig und gerade gewachsenen Halbleiterstäben führen.On the other hand, the application of the method according to the invention leads to a considerably better one Quality of the semiconductor rods obtained than can be achieved by means of the known methods. Sits namely the melt at the deepest point of the seed crystal, this position corresponds to a minimum potential energy. This position is thus in the interplay between the melting process and crystallization Maintained unchanged, since the melt automatically assumes the lowest position on the seed crystal again after a disturbance has subsided. If you keep the size of the melt droplet by means of a corresponding, easy-to-achieve adjustment the crystallization rate remains constant at the melting rate, so also remains the size of the contact surface with the solid crystal piece remains unchanged during the process. The method according to the invention must therefore be used to produce semiconductor rods that have grown evenly and straight to lead.

Hingegen entspricht die Lage der am oberen Ende des Keimkristalls beim bekannten Verfahren erzeugten Schmelze einem Maximum an potentieller Energie. Die Schmelze ist zwar generell gegen Abtropfen in höherem Maße als der hängende Tropfen gesichert, ihre Lage in bezug auf den festen Keimkristall ist dagegen labil. Die Schmelze nimmt infolgedessen auf der Oberfläche des Keimkristalls eine ständig wechselnde Lage ein, wobei die Größe. der Berührungsfläche, insbesondere weil die Schmelze durch ihr Eigengewicht plattgedrückt wird, in hohem Maße schwankt, selbst wenn man das Volumen der Schmelze besonders sorgfältig konstant hält. Die Folge sind also ungleichmäßig gewachsene Stäbe.In contrast, the position corresponds to that generated at the upper end of the seed crystal in the known method Melt a maximum of potential energy. The melt is generally against dripping their position in relation to the solid seed crystal is secured to a greater extent than the hanging drop on the other hand is unstable. As a result, the melt takes on the surface of the seed crystal constantly changing location, with the size. the contact surface, especially because the melt flattened by its own weight, fluctuates to a large extent, even if one considers the volume of the Keeping the melt constant with particular care. The result is unevenly grown bars.

Schließlich wird das in die Schmelze eingebrachte Halbleiterpulver zum Teil noch eine gewisse Zeit fest bleiben, zumal die Aufrechterhaltung einer mechanisch stabilen Schmelze keine starke Überhitzung der Schmelze zuläßt. Diese festen Partikel sinken erfahrungsgemäß nach unten und sammeln sich an der tiefsten Stelle an, bis sie vollständig eingeschmolzen sind. Beim bekannten Verfahren kommen sie dabei notwendig mit der Kristallisationsfläche in Berührung und werden als feste Schollen, ohne daß sie vorher aufgeschmolzen waren, eingebaut. Die Folge ist eine Entartung eines angestrebten einkristallinen Wachstums. Beim erfindungsgemäßen Verfahren hingegen bildet die Kristallisationsgrenze nicht die tiefste, sondern die höchste Stelle der Schmelze.Finally, some of the semiconductor powder introduced into the melt still solidifies for a certain period of time remain, especially since the maintenance of a mechanically stable melt does not cause excessive overheating of the Melt allows. Experience has shown that these solid particles sink to the bottom and collect on the deepest point until they are completely melted down. With the known method, they come with it necessary with the crystallization surface in contact and become solid clods without them beforehand melted, built in. The result is a degeneracy of a desired single-crystal growth. In the process according to the invention, on the other hand, the crystallization limit does not form the deepest, but rather the highest point of the melt.

Das Halbleiterpulver kann der hängenden Schmelze durch einen Gas- oder Dampfstrom mit der Schmelzoberfläche zugeführt werden. Die Gas- oder Dampfströmung kann eine laminare Strömung oder auch eine Wirbelströmung sein, welche zweckmäßig auf die Oberfläche der Schmelze gerichtet ist. Unter Umständen kann die pneumatische Transportwirkung noch durch eine elektrische Wirkung nach Art des sogenannten elektrischen Windes unterstützt sein, indem die Halbleiterteilchen auf an sich bekannte Weise elektrisch beladen werden und die Halbleiterschmelze auf entgegengesetztem Potential gehalten wird. Als Trägergas oder Trägerdampf eignet sich vor allem ein inertes Gas oder auch ein reduzierendes Gas, beispielsweise Wasserstoff. Unter Umständen ist es jedoch auch zweckmäßig, dem Trägerstrom, beispielsweise Wasserstoff, in an sich bekannter Weise eine schwach oxydierende Atmosphäre, beispielsweise aus Wasserdampf, Kohlenoxyd oder Kohlendioxyd, hinzuzusetzen. The semiconductor powder can be suspended in the melt by a gas or vapor flow with the melt surface are fed. The gas or steam flow can or also be a laminar flow be a vortex flow, which is expediently directed to the surface of the melt. In certain circumstances the pneumatic transport effect can also be achieved by an electrical effect like the so-called electric wind be supported by the semiconductor particles in a manner known per se are electrically charged and the semiconductor melt is held at the opposite potential. When Carrier gas or carrier vapor is primarily an inert gas or else a reducing gas, for example Hydrogen. Under certain circumstances, however, it is also appropriate to the carrier flow, for example Hydrogen, in a manner known per se, a weakly oxidizing atmosphere, for example from To add water vapor, carbon dioxide or carbon dioxide.

Gemäß einer besonderen Ausbildung der Erfindung wird die Schmelze an der Oberfläche eines orientierten Halbleitereinkristalls erzeugt. In Fig. 1 bedeutet 1 ein Quarzgefäß, in dem ein Siliciumstab 2 senkrechtAccording to a particular embodiment of the invention, the melt is oriented on the surface of a Semiconductor single crystal generated. In Fig. 1, 1 denotes a quartz vessel in which a silicon rod 2 is perpendicular

ίο angeordnet ist. Das untere Ende des Siliciumstabes 2 ist zu einem frei hängenden Tropfen 3 geschmolzen, und zwar wird die Erwärmung des Tropfens durch eine Hochfrequenzspule 4 bewirkt, nachdem das Ende des Stabes auf andere Weise, beispielsweise durch Strahlung oder auch mittels einer Gasentladung vorerwärmt worden war. Durch ein Ansatzrohr 5 wird von unten in das Gefäß gegen den flüssigen Tropfen 3 ein Wasserstoffstrom geleitet, welcher hochgereinigtes Siliciumpulver mit sich führt. Es entsteht auf dieseίο is arranged. The lower end of the silicon rod 2 is melted to a free hanging drop 3, and that the heating of the drop is through a high frequency coil 4 is effected after the end of the rod in some other way, for example by Radiation or was preheated by means of a gas discharge. Through an attachment pipe 5 is from below into the vessel against the liquid drop 3, a stream of hydrogen, which is highly purified Silicon powder with it. It arises on this

ao Weise um den Tropfen 3 herum eine Wolke 6 von aufgewirbeltem Siliciumpulver, welches von der Schmelze 3 aufgenommen wird. In dem Maße, indem das aufgenommene Siliciumpulver den Tropfen 3 vergrößert, wird der Stab 2 in Richtung des Pfeiles 7 stetig nach oben gezogen, wobei sich das obere Ende des Tropfens 3 abkühlt und allmählich zum Erstarren kommt. Man erhält auf diese Weise ein aus dem durch den Wasserstoffstrom transportierten Siliciumpulver tiegellos zusammengeschmolzenen Siliciumstab höchster Reinheit. Der so entstandene Siliciumstab wird anschließend de'm tiegellosen Zonenschmelzen unterworfen.ao way around the drop 3 around a cloud 6 of swirled up silicon powder, which from the Melt 3 is added. To the extent that the absorbed silicon powder drips the 3 enlarged, the rod 2 is pulled steadily upwards in the direction of arrow 7, the upper end of the drop 3 cools and gradually solidifies. In this way you get one from the silicon powder and silicon rod melted together crucible-free by the flow of hydrogen highest purity. The resulting silicon rod is then melted in the crucible-free zone subject.

Gemäß F i g. 2 kann auch dessen Siliciumpulver durch eine Wirbelströmung gegen den freihängenden Siliciumtropfen 3 geblasen werden. Zu diesem Zweck ist in einem unterhalb des Tropfens 3 befindlichen Gefäß 8 ein Berg von Silicium 9 angeordnet, welches durch eine in F i g. 3 gesondert dargestellte Blasanordnung aufgewirbelt wird.According to FIG. 2 can also its silicon powder by a vortex flow against the freely hanging Silicon drops 3 are blown. For this purpose, one is located below the drop 3 Vessel 8, a mountain of silicon 9 is arranged, which is through a in F i g. 3 blower assembly shown separately is whirled up.

F i g. 3 zeigt in Draufsicht eine Reihe von Leitflächen 11, welche innerhalb des Gefäßes 8 schneckenförmig angeordnet sind. Ein von außen in Richtung des Pfeiles 10 eingeblasener Trägerstrom wird durch die Leitflächen 11 zu einer Wirbelströmung gezwungen, welche das Pulver vom Boden des Gefäßes 8 emporhebt und gegen den Tropfen 3 lenkt.F i g. 3 shows a plan view of a series of guide surfaces 11, which within the vessel 8 are helical are arranged. A carrier stream blown in from the outside in the direction of arrow 10 is passed through the guide surfaces 11 are forced into a vortex flow, which pulls the powder from the bottom of the vessel 8 lifts up and steers against the drop 3.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Erhitzung der Schmelze durch eine Gasentladung erfolgen. Je nachdem, ob mit Gleich-, Wechsel- oder Mehrphasenstrom gearbeitet wird, kann der Flüssigkeitstropfen auf ein, zwei oder mehr als Entladungselektroden dienenden Halbleiterstäben erzeugt werden. Die Elektroden werden dann ebenso wie es in Fig. 1 dargestellt ist, aus der Halbleiterstabzone allmählich herausgezogen, so daß sie sich in demselben Maße abkühlen, in dem sie in der freien Flüssigkeitsoberfläche durch die eingelagerten Halbleiterkörner wachsen. Auf entsprechende Weise ist es möglich, stabförmige Halbleiterkörper, deren Zylindermanteloberfläche ganz oder teilweise angeschmolzen ist, zu verdicken.In another embodiment of the invention, the melt can be heated by a gas discharge respectively. Depending on whether you are working with direct, alternating or multi-phase current, The liquid drop can be applied to one, two or more semiconductor rods serving as discharge electrodes be generated. The electrodes are then just as shown in FIG. 1, from the semiconductor rod region gradually pulled out so that they cool to the same extent as they are in the free liquid surface grow through the embedded semiconductor grains. In a corresponding manner it is possible to have rod-shaped semiconductor bodies whose cylinder jacket surface is completely or partially melted is to thicken.

Das feste Halbleiterkristallstück, an dem die Schmelze hängt, kann während des Verfahrens gedreht werden, und oder es wird mindestens die Schmelze selbst einer Drehung oder Durchrührung unterzogen. Schließlich ist es auch möglich, das Verfahren nach der Erfindung mit einem Dotierverfahren an sich bekannter Art zu kombinieren, so daßThe solid piece of semiconductor crystal on which the melt hangs can be rotated during the process be, and or it will at least the melt itself a rotation or agitation subjected. Finally, it is also possible to use the method according to the invention with a doping method to combine known per se, so that

Claims (8)

aus der Gasphase, aus einer Flüssigkeit oder durch Einwerfen fester Körper in die Schmelze dort bestimmte Leitfähigkeitstypen durch Einlagerung von Donatoren, Akzeptoren usw. erzeugt werden. s Patentansprüche:From the gas phase, from a liquid or by throwing solid bodies into the melt, certain conductivity types can be generated there by the incorporation of donors, acceptors, etc. s claims: 1. Verfahren zum Herstellen stabförmiger Halbleiterkristalle durch Einschmelzen von hochreinem, staub- oder pulverförmigem, aus dem betreffenden Halbleiter bestehenden Material in eine von einem festen Halbleiterkristallstück getragene Schmelze unter laufender Vergrößerung des festen Kristallstückes durch aus der Schmelze auskristallisierendes Material, gekennzeichnet durch eine tropfenförmig am unteren Ende des festen Kristallstückes hängende geheizte Schmelze, der das einzuschmelzende Pulver mittels eines Trägergasstromes zugeführt und aus der Material durch ein nach oben stattfindendes, auf die Geschwindigkeit des Einschmelzens ao abgestimmtes Zurückziehen des festen Kristallstückes aus dem Wirkungsbereich der die Schmelze erzeugenden Energiequelle zur Abkühlung und Auskristallisation an das feste Kristallstück gebracht wird. »51. Method for producing rod-shaped semiconductor crystals by melting down high-purity, dusty or powdery material consisting of the semiconductor in question in a melt carried by a solid piece of semiconductor crystal under constant magnification of the solid crystal piece is characterized by material crystallizing out of the melt by a heated one hanging in the shape of a drop at the lower end of the solid piece of crystal Melt that is supplied to the powder to be melted by means of a carrier gas stream and from the material by an upwardly taking place on the speed of melting ao coordinated withdrawal of the solid crystal piece from the area of action of the Melt-generating energy source for cooling and crystallization on the solid crystal piece is brought. »5 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze zusätzlich von einem weiteren gleichartigen, die Schmelze von unten stützenden Kristallstück getragen wird, so daß sie als geschmolzene Zone zwischen den beiden vertikal übereinander angeordneten festen Kristallstücken ruht und daß die beiden Kristallstücke nach Maßgabe der Materialaufnahme der Schmelze auseinandergezogen und damit aus dem Wirkungsbereich der die Schmelze erzeugenden Energiequelle zurückgezogen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the melt additionally of another similar piece of crystal supporting the melt from below is carried so that it is a molten zone between the two vertically stacked solid ones Crystal pieces rests and that the two crystal pieces according to the material uptake of the Melt pulled apart and thus out of the range of action of the melt producing Energy source to be withdrawn. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze durch Aufschmelzen eines an seinen Enden in vertikaler Läge gehalterten stabförmigen Kristallstückes längs einer Zone begrenzter Länge erzeugt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the melt by melting a rod-shaped piece of crystal held at its ends in a vertical position is generated along a zone of limited length. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das einzuschmelzende Pulver durch den Trägergasstrom zu einer die Schmelze umgebenden Wolke aufgewirbelt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the to be melted Powder whirled up by the flow of carrier gas to form a cloud surrounding the melt will. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägergas Wasserstoff dient.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier gas is hydrogen serves. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zeitweilig mit dem Einschmelzen des Pulvers zugleich Dotierungsstoffe in die Schmelze eingebracht werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at least temporarily with the melting of the powder, dopants are introduced into the melt at the same time will. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Kristallstück gedreht wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the solid piece of crystal is rotated. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trägergasstrom ein schwach oxydierendes Gas, z. B. Wasserdampf, Kohlenoxyd, Kohlendioxyd zugemischt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier gas stream a weakly oxidizing gas, e.g. B. water vapor, carbon dioxide, carbon dioxide mixed in will. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 390 797;
belgische Patentschriften Nr. 510 303, 525 102;
australische Patentschrift Nr. 166 223;
Rev. sei. Instr. 25 (1954) 3, S. 298.
Considered publications:
German Patent No. 390 797;
Belgian patents Nos. 510 303, 525 102;
Australian Patent No. 166,223;
Rev. is. Instr. 25 (1954) 3, p. 298.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 680/356 10. 67709 680/356 10. 67 Bundesdruckerei BerlinBundesdruckerei Berlin
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DE390797C (en) * 1923-02-04 1924-02-29 Ernst Schlumberger Dr Process for the production of synthetic gemstones

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